电池监控系统提升电池的使用效率 -凯发app官网登录

控制芯片可监控与保护电池供电

锂基化学现在是各种市场中使用的电池的先进技术，包括汽车市场、工业市场和医疗健康市场。不同类型的锂电池有不同的优势，可更好地满足各种应用和产品设计的电源需求。例如，licoo₂（钴酸锂）具有极高的比能，非常适合便携式产品；limn₂o₄（锂锰氧化物）的内阻很低，因此充电快，电流放电也大，这意味着它是调峰储能应用的理想选择；lifepo₄（磷酸铁锂）更能承受完全充电状况，并能长时间保持在高电压下，这使其成为需要在停电期间工作的大型储能系统的最佳选择，缺点是自放电速率较高，但这在上述储存实施中并无太大的影响。

不同的应用需求需要采用不同的电池类型，例如，汽车应用需要高可靠性和良好的充电与放电速度，而医疗健康应用需要高峰值电流可持续性，以提高效率和延长寿命。但是，所有这些凯发app官网登录的解决方案的共同点是，各种锂化学组成在标称电压范围内都有非常平坦的放电曲线。而在标准电池中，压降范围为500 mv至1 v，在高级锂电池中，如磷酸铁锂（lifepo₄）或钴酸锂（licoo₂），放电曲线则显示一个压降范围为50 mv至200 mv的平坦区。

所有这些应用都需要使用精确、高效的半导体，来进行电池供电的监控、平衡、保护和通信。一流的电池监控系统（包括电池平衡和隔离通信网络）将使用创新集成电路来提高可靠性，可延长30%的电池使用寿命，特别是大规模储能系统（energy storage systems, ess），以充分利用新锂电池的化学优势。

电池的充电和健康状态相当关键

电压曲线的平坦度在与电池电压轨相连的ic的电源管理链中具有巨大优势，可设计dc-dc转换器在较小的输入电压范围内在最大效率点工作。从已知v_in转换为非常接近的v_out，系统的电源链可设计为具有降压和升压转换器的理想占空比，以在所有工作条件下实现99%的效率。

平坦放电曲线的主要缺点是电池的充电状态（soc）和健康状态（soh）额定值更难确定。必须以非常高的精度计算soc，以确保电池正确充电和放电。过度充电会带来安全问题，并产生化学降解和短路，导致火灾和气体危害。过度放电可能损坏电池，使电池寿命缩短50%以上。

精确且可靠的soc和soh计算在最好的情况下有助于将电池寿命从10年延长到20年，一般情况下也能使电池寿命增加30%，再包含维护费用后，这会将储能系统的总拥有成本降低30%以上。再加上更准确的soc信息，就可以避免过度充电或过度放电的情况而导致快速耗尽电池，最大限度地降低短路、火灾和其他危险情况的可能性，帮助使用电池中的所有电量，并使电池能够尽可能以最好、最高效的方式充电。

高效且可靠的电池监控系统

adi的 ltc6813 电池管理凯发app官网登录的解决方案(bms)可用于便携式超声设备等医疗健康设备、大规模（千兆瓦/小时）储能系统（用于医院、工厂、电网稳定、电动汽车充电基础设施和住宅单元），以及工业机器人和车辆。adi技术的便携性在可靠性和安全性方面带来了巨大优势，它设计用于不同的恶劣环境，并且符合从汽车asil到工业sil的各种功能安全标准（例如，vde ar 2510-2/-50、iec en 61508等）。

这种具有最高效且可靠的电池监控系统的独特新凯发app官网登录的解决方案，包含一个18单元监控器和平衡ic与微控制器到spi从隔离接口的组合。多单元电池堆栈监控器可测量多达18个串联的电池单元，总测量误差小于2.2 mv。0 v至5 v的电池测量范围适合大多数电池化学应用。可在290 μs内测量所有18个电池单元，并选择较低的数据采集速率以便降噪。可将多个堆栈监控器件串联，以便同时监控很长的高压电池串。每个堆栈监控器都具有isospi™接口，用于高速、rf抗扰、远距离通信。多个器件以菊花链形式连接，并为所有器件连接一个主机处理器。该菊花链可双向操作，即使通信路径出错，也能确保通信完整性。电池堆栈可直接为ic供电，也可采用隔离电源为其供电。ic具有用于每个电池单元的被动式平衡和个别pwm占空比控制功能。其他特性包括一个板载5 v调节器、9个通用i/o线路和睡眠模式（在此模式下，功耗降至6 μa）。

adi的ltc681x和ltc680x系列代表一流的电池堆栈监控器。18通道版本为ltc6813。为了支持客户设计自己的最终产品，adi为电池监控设备提供了全系列评估系统和平台，以及满足所有需求的完整版本组合。

同时监控多达18个串联的电池单元

現在adi新推出的adbms1818是一款多单元电池堆栈监测器，与本文中提到的ltc6813 兼容，可测量多达18个串联连接的电池单元，总测量误差小于3.0 mv。adbms1818具有0 v至5 v的电池测量范围，适合大多数电池化学应用。可在290 μs内测量所有18个电池单元，并选择较低的数据采集速率以便降噪。

在实际应用上，可将多个adbms1818器件串联，以便同时监测很长的高压电池串。adbms1818针对高压系统的可堆叠架构，每个都内置了isospi™接口，支持1mb隔离式串行通信，可使用一根最长可达100米的双绞线，进行不受rf干扰的远距离高速通信。多个器件以菊花链形式连接，并为所有器件连接一个主机处理器，该菊花链可双向操作，即使通信路径出错，也能确保通信完整性。

电池堆栈可直接为adbms1818供电，也可采用隔离电源对其供电，adbms1818具有针对每个电池单元的被动式平衡和个别pwm占空比控制功能。其他的特性还包括一个板载5 v调节器、九个通用i/o线路和睡眠模式（在此模式下，功耗降至6 μa）。

adbms1818具有低emi易感性和辐射，支持双向断线保护，只需290 μs即可测量系统中的所有单元，可进行同步电压和电流测量，并带有可编程三阶噪声滤波器的16位δ-σ adc，支持无源电池平衡，最大200 ma（最大值），具有可编程脉冲宽度调制，以及9个通用数字i/o或模拟输入，可进行温度或其他传感器输入，并可配置为i²c或spi主器件，休眠方式电源电流为6μa，采用64引脚的elqfp封装。adbms1818可应用于备用电池系统、电网储能、住宅储能、不间断电源（ups）、高功率便携式设备等领域。

评估板加快产品的开发速度

adbms1818也推出eval-adbms1818评估板，是一款多节电池组监测器演示电路，具有adbms1818，用于担任eval-adbms1818上的18节电池监测器。多个板可以通过一个2线隔离串行接口（isospi）连接起来，以监控堆栈中任意数量的电池。该演示电路还具有可逆isospi，可实现完全冗余的通信路径。

eval-adbms1818可以通过直接连接到dc2026 linduino® one与pc通信。dc2026必须加载适当的程序（称为“草图”），以控制电池组监测器ic，并通过usb串行端口接收数据。dc2792/dc1941可以连接到dc2026，为eval-adbms1818提供完全隔离的isospi接口。

eval-adbms1818可由dc2026 linduino one板控制，dc2026是与arduino兼容的linduino平台的一部分，该平台提供了示例代码，用于演示如何控制多节电池组监测器ic。与大多数arduino兼容微控制器板相比，dc2026提供了便利性，例如可与pc的隔离usb连接、内置spi miso线路上拉电阻，以正确连接电池组监测器ic开漏sdo，以及通过eval-adbms1818简单带状电缆的14针quikeval j3连接器，进行spi通信的连接。

结语

具有平衡和通信功能的电池堆栈监测器，将可快速、精准地掌握电池的状态，以优化充放电的过程。采用adi的凯发app官网登录的解决方案，电池堆栈监测器出色的准确度和精度，将有助于优化现有的良好设计。此外，adi为电池监控设备提供了全系列评估系统和平台，将可满足客户的各种要求。

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